JP2706730B2 - Refractory material - Google Patents
Refractory materialInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は耐火材料に関し、さらに詳しくはマグネシ
アを主体とした塩基性耐火物に用いられる電融耐火材料
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a refractory material, and more particularly, to an electro-fused refractory material used for a basic refractory mainly composed of magnesia.
（従来の技術） 従来、塩基性耐火物用の材料としては電融あるいは焼
結のマグネシア材料が一般に主体材料として用いられて
いる。このマグネシア材料の特徴は、 （一） 長所 （ａ） 耐火性に富む。（融点2800℃） （ｂ） 塩基性スラグに対する溶解度が低い。(Prior Art) Conventionally, as a material for a basic refractory, an electrofused or sintered magnesia material is generally used as a main material. The features of this magnesia material are: (1) Advantages (a) It is rich in fire resistance. (Melting point: 2800 ° C) (b) Low solubility in basic slag.
（二） 短所 （ａ） 溶融スラグが容易に組織内に浸透する。(2) Disadvantages (a) The molten slag easily penetrates into the tissue.
（ｂ） 高い熱膨脹率を有しているため熱的な耐
スポーリング性が小さい。(B) Since it has a high coefficient of thermal expansion, its thermal spalling resistance is small.
（ｃ） 熱間強度が低い。 (C) Low hot strength.
などの長所，短所を有していることである。It has advantages and disadvantages.
しかし、高耐熱性，高耐食性である優れた特性を有し
ているマグネシアも現在使用されているマグネシア材料
ではスラグが容易に組織内に浸透し変質層を生成するの
で i ） 層状亀裂の発生。However, magnesia, which has excellent properties such as high heat resistance and high corrosion resistance, is also presently used. Magnesia materials are currently used, and slag easily penetrates into the tissue to form a deteriorated layer.
ii ） 構造的スポーリングの発生。ii) The occurrence of structural spalling.
iii） 耐熱スポーリング特性の更なる劣化。iii) Further deterioration of heat-resistant spalling characteristics.
をひき起こし、本来の優れた特性を充分生かすことがで
きず、このマグネシア材料を用いた耐火物はより高い寿
命（耐用）の延長を計ることができ、ないと共に表層に
付着物（スラグ及び地金）が多くでき、この付着物のた
めに溶融金属に対して品質的に、また操業面でも悪い影
響が出ているのが現状である。Refractories using this magnesia material can extend the life (durability) of the magnesia material longer, have no extraneous matter, and have no deposits (slag and ground) on the surface layer. Gold) is produced, and the deposits have a bad influence on the molten metal in terms of quality and operation.
（発明が解決しようとする問題点） 現在のマグネシア材料の微構造はペリクレース結晶と
これをとりまく珪酸塩材によりマトリックスが形成され
ている。このためペリクレース（MgO）自体は2800℃と
いう高い融点を持ち、また塩基性スラグに対する高い抵
抗性を有しているが、マトリックス部を形成している珪
酸塩材が、 低融点材である。(Problems to be Solved by the Invention) The microstructure of the present magnesia material has a matrix formed of periclase crystals and a silicate material surrounding the periclase crystals. Therefore, periclase (MgO) itself has a high melting point of 2800 ° C. and high resistance to basic slag, but the silicate material forming the matrix portion is a low melting point material.
スラグとの反応性が大きい。 High reactivity with slag.
スラグの主成分との親和性が高いので容易にスラグ
浸透層を形成させる。The slag has a high affinity with the main component of the slag, so that the slag permeable layer is easily formed.
などの特性を持つことにより組織の脆化，変質層の形成
をしやすく、生成する異層間部での亀裂の発生及び剥落
損傷が起き、これらを用いた塩基性耐火物を使用しても
安全な操業，素材特性を充分生かした長寿命かが計れ
ず、寿命が短くて終っている。そこでこの欠点を改善す
るために現在材料の高純度化及び高密度化を行っている
が充分な効果を見るまでには至っていないもので、これ
らの欠点が改善されることが強く望まれている。With such properties, it is easy to embrittle the structure and form a deteriorated layer, and cracks and spalling damage occur between different layers, and it is safe to use basic refractories using these It is not possible to measure the long service life that takes full advantage of the proper operation and material characteristics, and the service life is short. Therefore, in order to improve this drawback, materials are now being purified and densified, but they have not yet achieved a sufficient effect, and it is strongly desired that these drawbacks be improved. .
従ってこの発明は上記現状に鑑み、マグネシアの持つ
高耐熱性，高耐食性という優れた特性を生かした塩基材
料を提供することを技術的課題とするものである。Accordingly, in view of the above situation, an object of the present invention is to provide a base material that utilizes the excellent properties of magnesia such as high heat resistance and high corrosion resistance.
（問題点を解決するための手段） この発明は前述のようなマグネシアの持つ高耐熱性，
高耐食性という特性を充分生かし、熱間特性の高いマグ
ネシア質塩基性耐火材を得るため結合部（マトリックス
部）の構成変化を行い改善するものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides high heat resistance of magnesia as described above,
In order to make full use of the property of high corrosion resistance and to obtain a magnesia-based basic refractory material having high hot properties, the composition of the bonding portion (matrix portion) is changed and improved.
即ちこの発明の要旨は、MgO,Al2O3,ZrO2の３成分を主
体成分とした電融材料において、MgOが50％〜80％,Al2O
3が５％〜45％,ZrO2が５％〜45％でその他の残部成分が
３％以下とし、スピネル（MgO・Al2O3），ペリクレース
（MgO）及びジルコニア（ZrO2）より構成されているこ
とを特徴とする電融耐火材料である。That subject matter of the present invention, MgO, in Al 2 O 3, fused material three components of ZrO 2 as a main component component, MgO is 50% ~80%, Al 2 O
3 is 5% to 45%, ZrO 2 is 5% to 45%, and the other remaining components are 3% or less. It is composed of spinel (MgO.Al 2 O 3 ), periclase (MgO), and zirconia (ZrO 2 ). An electrofused refractory material characterized in that:
MgO材とAl2O3材，ジルコニア（ZrO2）材を用いて電気
溶融することによりペリクレース（MgO）の結晶間を構
成している珪酸塩マトリックス材に替えMgO.Al2O3のス
ピネル及びジルコニア（ZrO2）材により形成させること
により、 （イ） スラグの組織内浸透を小さくする。MgO, Al 2 O 3 , and zirconia (ZrO 2 ) materials are electro-fused to replace MgO.Al 2 O 3 spinel with MgO.Al 2 O 3 instead of silicate matrix material that composes between periclase (MgO) crystals. By using zirconia (ZrO 2 ) material, (a) the penetration of slag into the tissue is reduced.
（ロ） ペリクレース（MgO），スピネル（MgO・Al
2O3），ジルコニア（ZrO2）と多結晶化し、ペリクレー
ス結晶をスピネル,ZrO2で結合させることにより耐熱ス
ポーリング性，耐構造的スポーリング性を向上させるこ
とができる。(B) Periclase (MgO), spinel (MgO · Al
2 O 3 ) and zirconia (ZrO 2 ) can be polycrystallized and the periclase crystal can be bonded with spinel and ZrO 2 to improve heat-resistant spalling resistance and structural spalling resistance.
（ハ） 熱間特性を向上させることができる。(C) Hot characteristics can be improved.
などマグネシア材の特性を生かし組織の強化が計れて従
来のマグネシア材の欠点を大幅に改善したものである。By utilizing the characteristics of magnesia material and the like, the structure was strengthened and the disadvantages of the conventional magnesia material were greatly improved.
さらに詳しく述べると、マグネシア材（MgO）50％〜8
0％，アルミナ材（Al2O3）５％〜45％，ジルコニア材，
（ZrO2）を５％〜45％と成し、その他の成分を３％以内
に調整した材料を電気溶融することによりペリクレース
の結晶粒間を改善せしめた新規な優れたマグネシア質塩
基性材料としたものである。More specifically, magnesia (MgO) 50% -8
0%, alumina material (Al 2 O 3 ) 5% to 45%, zirconia material,
(ZrO 2 ) is 5% to 45% and the other components are adjusted to 3% or less. A new excellent magnesia-based basic material in which periclase crystal grains are improved by electro-melting the material. It was done.
なお成分範囲の限定理由は次の通りである。 The reasons for limiting the component ranges are as follows.
マグネシア材 50％〜80％ ａ） 50％以下では耐火スラグ性（耐食性）が低くな
る。Magnesia material 50% to 80% a) If it is less than 50%, the fire slag resistance (corrosion resistance) is low.
ｂ） 80％以上では組織改善度が小さい。 b) At 80% or more, the degree of organizational improvement is small.
アルミナ材 ５％〜45％ ａ） ５％以内では改質効果が小さい。 Alumina material 5% to 45% a) The reforming effect is small within 5%.
ｂ） 45％以上であると耐食性面でMgO材の特質が低
下する。b) If the content is 45% or more, the characteristics of the MgO material decrease in terms of corrosion resistance.
ジルコニア材 ５％〜45％ ａ） ５％以内では改質効果が小さい。 Zirconia material 5% to 45% a) The reforming effect is small within 5%.
ｂ） 45％以上となると耐食性の面でMgO材の特質が
低下する。b) If it exceeds 45%, the characteristics of the MgO material decrease in terms of corrosion resistance.
その他の成分が３％以内（但し、Cr2O3を除く、）S
iO2,Al2O3,Fe2O3,B2O3などその他の成分が３％以上含有
すると組織の脆化（熱間）及び耐食性，耐熱スポーリン
グ性が低下するためである。Other components within 3% (excluding Cr 2 O 3 ) S
This is because if other components such as iO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , and B 2 O 3 are contained in an amount of 3% or more, embrittlement (hot) of the structure, corrosion resistance, and heat spalling resistance are reduced.
（発明の効果） この発明の材料開発に当り、MgO−Al2O3系及びMg
O−ZrO2系の各２成分系の耐火材料について夫々電気溶
融材料を造り、基礎試験を行った結果、MgO材にAl2O3材
やZrO2を添加すると添加量が10％〜50％の間で、 （i ） 耐熱スポーリング性。(Effects of the Invention) In developing the material of the present invention, MgO-Al 2 O 3 and Mg
Each of the two-component refractory materials of O-ZrO 2 system was made by electro-melting, and a basic test was performed. As a result, when Al 2 O 3 material or ZrO 2 was added to MgO material, the addition amount was 10% to 50%. Among the (i) heat-resistant spalling properties.
（ii ） 耐スラグ浸透性。(Ii) Slag penetration resistance.
（iii） 熱間強度特性。(Iii) Hot strength properties.
などが大きく改善されるが、この中でもAl2O3材の添加
は（iii）熱間強度特性，（ii）耐スラグ浸透性の向上
に、またZrO2材の添加は（ｉ）耐熱スポーリング性，
（iii）熱間強度特性の向上に夫々大きな向上が認めら
れた。Among them, the addition of Al 2 O 3 material improves (iii) the hot strength properties and (ii) the improvement of slag penetration resistance, and the addition of ZrO 2 material improves (i) heat-resistant spalling. sex,
(Iii) Significant improvements in the hot strength characteristics were observed.
この結果から、本発明者らはMgO材に対してAl2O3材及
びZrO2材の二者を共に添加することにより耐熱スポーリ
ング性及び対スラグ浸透性も高め、構造的スポーリング
性を高めること及び熱間強度をより高める素材開発を進
めた結果、MgO材50％〜80％,Al2O3材５％〜45％,ZrO2材
を５％〜45％とし、この３成分で97％以上とすることに
より大きな改善が得られた。From this result, the present inventors have both also enhances heat spalling resistance and anti-slag penetration resistance by adding two parties Al 2 O 3 material and ZrO 2 material with respect to MgO material, structural spalling and that the hot results strength proceeded more enhancing materials develop enhanced, MgO material 50% to 80%, Al 2 O 3 material 5% to 45%, a ZrO 2 material is 5% to 45%, in the three components Great improvement was obtained by setting it to 97% or more.
次に実施例を挙げて詳記する。 Next, an example will be described in detail.
（実施例） 上記表１のマグネシア材，アルミナ材及びジルコニア
材を夫々の配合比率で秤量混合してアーク式電気炉で溶
融した。この溶湯を迅速分析で主成分を確認したのち、
所定の取鍋に傾注，固化させインゴットを得た。このイ
ンゴットを所定の粒度に粉砕，整粒して供試材料を作製
した。(Example) The magnesia material, alumina material, and zirconia material shown in Table 1 were weighed and mixed at respective mixing ratios and melted in an electric arc furnace. After confirming the main component of this molten metal by rapid analysis,
It was poured into a predetermined ladle and solidified to obtain an ingot. This ingot was pulverized to a predetermined particle size and sized to prepare a test material.
次に各配合例とその品質特性について表２に記す。 Next, each mixing example and its quality characteristics are shown in Table 2.
以上の実施例に示すようにこの発明品のMgO材にAl2O3
材,ZrO2材を共に添加することによりペリクレースの結
晶粒界にHgO・Al2O3（スピネル）ZrO2（ジルコニア）
で構成することによりMgO材の塩基性スラグに対する高
耐食性及び高耐熱性を損なうことなく、短所である前記
（ａ）スラグの容易浸透性，（ｂ）耐熱スポーリング性
が小さい。（ｃ）熱間強度が低い、などの諸点を改善
し、高耐熱スポーリング性，耐スラグ浸透性及び熱間強
度特性が非常に高めることができ、大きな改善効果をも
たらす耐火材料を製造することができる。 As shown in the above examples, the MgO material of the present invention is made of Al 2 O 3
HgO.Al 2 O 3 (spinel) ZrO 2 (zirconia) at the grain boundary of periclase by adding both ZrO 2 and ZrO 2
In this case, the disadvantages of (a) easy penetration of slag and (b) small heat-sparing resistance are attained without impairing the high corrosion resistance and high heat resistance of the MgO material to basic slag. (C) To manufacture a refractory material which can improve various points such as low hot strength, and can greatly enhance high heat spalling resistance, slag penetration resistance and hot strength properties, and bring about a great improvement effect. Can be.
第１図はスラグ浸食試験結果を示すスラグ浸透深さの図
表，第２図は同スラグ溶損量の図表，第３図は耐熱スポ
ーリング試験結果を示す耐熱スポーリング性の図表，第
４図は実施例（９）本発明品の組織例の顕微鏡図、第５
図は実施例（９）本発明品の鉱物組成例のＸ線回析図表
である。Fig. 1 is a chart of the slag penetration depth showing the results of the slag erosion test, Fig. 2 is a chart of the slag erosion amount, Fig. 3 is a chart of the heat-resistant spalling test results showing the heat-resistant spalling test results, Fig. 4 Is a micrograph of an example of the structure of the product of the present invention (9).
The figure is an X-ray diffraction chart of a mineral composition example of Example (9) of the present invention.
Claims (1)
電融材料において、MgOが50％〜80％,Al2O3が５％〜45
％,ZrO2が５％〜45％でその他の残部成分が３％以下と
し、スピネル（MgO・Al2O3），ペリクレース（MgO）及
びジルコニア（ZrO2）より構成されていることを特徴と
する電融耐火材料。1. An electrofused material mainly composed of three components of MgO, Al 2 O 3 and ZrO 2 , wherein MgO is 50% to 80% and Al 2 O 3 is 5% to 45%.
%, ZrO 2 is 5% to 45% and the remaining balance is 3% or less, and is made of spinel (MgO.Al 2 O 3 ), periclase (MgO), and zirconia (ZrO 2 ). Electrofused refractory material.
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|---|---|---|---|
| JP1064299A JP2706730B2 (en) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | Refractory material |
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| JP1064299A JP2706730B2 (en) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | Refractory material |
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| JPH0350151A JPH0350151A (en) | 1991-03-04 |
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|---|---|---|---|---|
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1989
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